ატმოსფეროში 1,18 .1015 ტონა ჟანგბადია. 40 კმ ზევით, მოლეკულური ჟანგბადის რაოდენობა კლებულობს, ხოლო 150 კმ-ზე , მთელი ჟანგბადი ატომური ფორმითაა წარმოდგენილი.
ატმოსფეროში ჟანგბადის დაგროვებას 2,4 მილიარდი წლის წინ ოკეანეში ერთუჯრედიანი, ფოტოსინთეზის უნარის მქონე ორგანიზმების-პროკარიოტების (ციანობაქტერიები, ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები) გაჩენას უკავშირებენ.
ციანობაქტერიები თავის სიცოცხლისუნარიანობისათვის გამოიყენებენ მზის ენერგიას, ნახშირბადის დიოქსიდს და წყალს. აქედან მოდის სახელწოდება ფოტოსინტეზი, რომლის პროდუქტებია ნახშირწყლები და ჟანგბადი: 6CO2 + 6H2O + ქლოროფილი = C6H12O6 + 6O2 ფოტოსინთეზის გაჩენამ დედამიწაზე, გამოიწვია ენერგიით მდიდარი ორგანული ნაერთების დიდი რაოდენობით წარმოქმნა და მუდმივად განახლება, რასაც მოჰყვა მრავალფეროვანი ცოცხალი სამყაროს სწრაფ განვითარება. ანაერობულმა ბაქტერიებმა, გზა დაუთმეს აერობულ ორგანიზმებს, რომლებიც სუნთქვისთვის СО2 მაგივრად, მოლეკულურ ჟანგბადს იყენებდენ. ეს გეოლოგიური პერიოდი დღემდე გრძელდება.
აღსანიშნავია, რომ ციანობაქტერიები წყალმცენარეები ნორმალურად ვითარდებიან ჟანგბადის გარეშე, ის მათვის ტოკსიკურია. გამოყოფილ ჟანგბადს ციანობაქტერიების კოლონიები ერთმანეთის გასანადგურებლად იყენებენ.
თავდაპირველად, გამოყოფილი ჟანგბადით ატმოსფერო არ მდიდრდებოდა, რადგან იგი იხარჯებოდა რკინის ოქსიდების და სულფატების წარმოქმნაზე. ეს პერიოდი „ჟანგბადის დიდი კატასტროფითაა“ ცნობილი . დროთა განმავლობაში ატმოსფეროში დამყარდა ჟანაგბადის მუდმივი რაოდენობა. ამჟამად პრაქტიკულად ფოტოსინტეზისას გამოყოფილი მთელი ჟანგბადი იხარჯება სუნთქვაზე (ოქსიგენური ანუ ჟანგბადის მომცემი ფოტოსინტეზის რეაქცია და სუნთქვის რეაქციები ერთმანეთის საპირისპიროა) და ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვაზე.
ამ პროცესების შედეგად გამოიყოფა წყალი და ნახშირბადის დიოქსიდი, რომლებიც ფოტოსინთეზის საწყისი პროდუქტებია. ამრიგად აირების მიმოცვლას ატმოსფეროსა და ცოცხალ ორგანიზმებს შორის წრიული ხასიათი აქვს. ყველაზე დიდი საიდუმლეობა ისაა, რომ ატმოსფეროში ჟანგბადის კონცენტრაცია 50მლნ წელია არ იცვლება, თუმცა მისი ხარჯი იზრდება.
ჟანგბადის რაოდენობა 25% მეტი რომ ყოფილიყო ტყე ადვილად აალდებოდა, ხოლო 30%-იტ მატებისას ხანძარებს კატასტროფული შედეგები ექნებოდათ. პროკარიოტების მიერ აპრობირებული ფოტოსინთეზის სქემა წარმატებით „აითვისეს” როგორც ოკეანის წყალმცენარეებმა, ასევე ხმელეთის მცენარეებმაც. დიდი რაოდენობით ჟანგბადს გამოყოფენ ტროპიკული ტყეები. ამიტომაც უწოდებენ
მათ პლანეტის ფილტვებს.თუმცა რა პარადოქსულადაც არ უნდა ჟღერდეს ტროპიკული ტყეები ასევე მოიხმარენ ყველაზე მეტ ჟანგბადს, თითქმის იმდენივეს, რამდენსაც გამოყოფენ(აქ იგულისხმება ცოცხალი ორგანიზმების სუნთქვა და ორგანული ნაერთების ლპობა). ამიტომ მაინც გაურკვეველი რჩება და რატომ არ იცვლება მისი რაოდენობა დედამიწაზე. ჩვენი აზრით, არაფერი არ ამტკიცებს იმას,
რომ ოქსოგენური ფოტოსინთეზი საკმარისია ჟანგბადის დღევანდელი რაოდენობის მისაღწავად. საიდან წარმოიქმნა ამდენი ჟანგბადი?რამაც განაპირობა ჟანგბადის დიდი კატასტროფა. გაურკვეველი რჩება თუ როგორ ხერხდება წონასწორობის დაცვა ჟანგბადის მოწოდებასა და ხარჯს შორის თანამედროვე ატმოსფეროში.
გაუგებარია მოსაზრება იმის შესახებ, რომ ფოტოსინთეზის დროს, უცებ მოხდა ორგანული ნივთიერებების რადიკალური მატება. ასევე გაუგებარია საიდან წარმოიქმნა ამდენი ჟანგბადი, რამაც განაპირობა ჟანგბადის დიდი კატასტროფა. გაურკვეველი რჩება თუ როგორ ხერხდება წონასწორობის დაცვა ჟანგბადის მოწოდებასა და ხარჯს შორის თანამედროვე ატმოსფეროში. ასევე არაა პასუხი კითხვაზე, თუ ციანობაქტერიებმა, 2,5 მილიარდი წლის წინ, შეძლეს ატმოსფეროში იმდენი ჟანგბადის დაგროვება, რომ ამან „ჟანგბადის კატასტროფა“ გამოიწვია, მაშინ რატომაა რომ სულ ცოტა 300მლნ წლის განმავლობაში მცენარეების აქტივობა, არ იწვევს ჟანგბადის მატებას?
ფოტოსინტეზისას მოიხმარება 12C –, ხოლო გარემოში მატულობს 13C. შესაბამისად დანალექ ქანებში, რომელიც ორგანულ ნივთიერებებს შეიცავენ, უნდა კლებულობდეს 13C, რომელიც კარბონატების წარმოქმნას ხმარდება, მაგრამ იზოტოპური ანალიზი გვიჩვენებს, რომ კარბონატებში ფარდობა12C/13C უცვლელი რჩება. ასევე უცვლელი რჩება მათი ფარდობა წყლის ცოცხალ ორგანიზმების ნარჩენებში. ეს ნიშნავს ,რომ ფოტოსინთეზისას მოხმარებული 12C კომპესირება, ჩვენთვის უცნობი პროცესებით ხდება.
“ჟანგბადი, რომელიც ბუნებაში გვხვდება შედგება სამი სტაბილური იზოტოპისაგან: 16O, 17O და 18O, რომელთაგან 16O არის ყველაზე მეტად გავრცელებული (99.762%). 16O უმეტესი ნაწილი ვარსკვლავებზე სინთეზდება ჰელიუმის შელღობის პროცესის ბოლოს. მაგრამ ზოგიერთი მიიღება ნეონის წვის პროცესში. 17O უპირატესად მიიღება წყალბადის წვით ჰელიუმში CNO ციკლის განმავლობაში. უმეტესი ნაწილი 18O-ისა წარმოიქმნება მაშინ, როცა 14N (მიღებული CNO ციკლის წვისას) შებოჭავს 4He მოლეკულას და 18O წარმოიქმნება ვარსკვლავთა ჰელიუმით მდიდარ ზონებში.
ჟანგბადის თოთხმეტი რადიოიზოტოპია დახასიათებული, რომელთაგან ყველაზე მდგრადი 15O-ის ნახევარდაშლის პერიოდია 122.24 წმ და 14O – ნახევარდაშლის პერიოდია 70.606 წმ. დანარჩენი რადიოაქტიური იზოტოპის ნახევარდაშლის პერიოდი 27წმ-ზე ნაკლებია. 16O-ზე მსუბუქი იზოტოპები იშლებიან β+-ით და იძლევიან აზოტს, ხოლო 18O-ზე მძიმე იზოტოპები ბეტა დაშლით იძლევიან ფთორს.”
წყარო:
“ეკოლოგირი ქიმია”
http://www.chemistry.ge/periodic_table/view3.php?atnumber=8